Como os fabricantes de compostos LSZH garantem a qualidade: testes e certificação

O que significa qualidade em um composto LSZH

A qualidade em um composto LSZH é um conjunto mensurável de propriedades interligadas: retardamento de chama, geração de fumaça, emissão de ácido halogênio, resistência mecânica e envelhecimento térmico, e todas elas devem permanecer estáveis de um lote de produção para outro.

Um composto LSZH é um material poliolefínico retardador de chama, geralmente baseado em copolímeros de polietileno ou EVA, que não contém átomos de halogênio em sua formulação e depende de cargas minerais hidratadas, como hidróxido de alumínio (ATH) e hidróxido de magnésio para obter retardamento de chama. Como o mecanismo retardador de chama é a liberação endotérmica de água, o controle de qualidade deve proteger a carga de carga e a interface carga-polímero em todas as fases.

Cinco propriedades dominam os critérios de aceitação do comprador e cada uma possui um teste padrão.

Produtores como Hangzhou Meilin Nova Tecnologia de Materiais Co., Ltd. , um fabricante de compostos para cabos que opera três fábricas e 31 linhas de produção automatizadas, classifica os graus LSZH por classe de temperatura e classificação de chama para que o comprador possa combinar o composto com o padrão do cabo antes do primeiro teste.

Controle de entrada de matéria prima

O controle da matéria-prima impulsiona de 60 a 70 por cento do desempenho final do composto, porque em uma formulação sem halogênio, o retardamento de chama vem da carga mineral, e não da química do halogênio.

O trihidróxido de alumínio libera água quando se decompõe acima de 180 graus, resfriando a zona de pirólise e diluindo gases combustíveis. Uma fórmula LSZH termoplástica típica carrega uma carga de ATH de 50 a 65 por cento. Nesse nível, a umidade, o tamanho das partículas, a pureza e o tratamento de superfície do enchimento decidem se o composto extruda de forma limpa e mantém sua integridade mecânica.

• A umidade de entrada do ATH foi verificada abaixo de 0,3%; o enchimento úmido cria vazios de vapor e listras superficiais no revestimento do cabo.
• Tamanho de partícula verificado em torno de um D50 de 1 a 2 micrômetros; frações grosseiras atuam como iniciadores de crack.
• Certificados de lote revisados ​​quanto à pureza e conteúdo de metal antes do material ser transferido para o silo.
• Amostras retidas para cada lote recebido para que uma falha posterior possa ser rastreada até sua origem.

Controle de processo de composição

A linha de composição decide se uma fórmula validada sobrevive ao contato com a produção, porque o ATH com carga de 50% quer se aglomerar, e cada desvio no cisalhamento, temperatura ou tempo de residência insere um defeito no pellet.

Os compostos termoplásticos LSZH são normalmente produzidos em linhas de composição de parafuso duplo com zonas de temperatura na faixa de 150 a 190 graus. O limite superior é importante: o ATH começa a perder água perto de 200 graus, portanto, uma zona superaquecida danifica permanentemente o retardamento de chama antes que o pellet seja formado. A filtração por fusão remove géis e aglomerados, e os pellets são secos até menos de 0,2 por cento de umidade.

Pobre dispersão de enchimento em composição LSZH é o defeito oculto mais comum. Não aparece em um certificado; mais tarde, ele aparece como furos, acúmulo de molde ou uma queda repentina no alongamento na ruptura na própria linha de extrusão do fabricante do cabo.

Verificação laboratorial e testes de liberação

Todo fabricante confiável de LSZH executa duas camadas de testes: testes rápidos de rotina em cada lote e testes de tipo completo sempre que a formulação, a fonte da matéria-prima ou a linha de produção mudam.

Os testes de liberação de rotina em cada lote abrangem índice de oxigênio, densidade, resistência à tração, alongamento na ruptura, umidade e fluxo de fusão. Os testes de tipo adicionam densidade de fumaça, emissão de gases ácidos, envelhecimento térmico de 100 a 135 graus e propriedades elétricas, incluindo resistividade de volume. Um fabricante que não pode realizar esses testes internamente não deve reivindicar controle de qualidade, porque são esses testes que separam um fornecedor de pellets de um engenheiro de compostos. Meilin documenta essa capacidade com seu equipamento de teste de laboratório interno , localizada ao lado da oficina e das instalações de produção nas bases da empresa em Lin'an.

Por exemplo, Meilin lança seu composto de bainha termoplástica LSZH para cabos de comunicação somente depois que o índice de oxigênio, a fumaça e as verificações mecânicas passarem pelos limites de liberação definidos para esse tipo.

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Certificação e conformidade com padrões

A certificação é a ponte entre um composto testado e um cabo comercializável: sem a classe CPR correta, a listagem UL ou o certificado de material TUV, mesmo um composto perfeito não alcançará a lista de fornecedores aprovados do cliente.

As classificações que um fabricante oferece mostram quais mercados ele pode atender. Os cabos de construção europeus exigem classes de CPR como B2ca, Cca e Dca, que dependem da liberação de calor e da produção de fumaça do composto. Os cabos de comunicação para a América do Norte precisam de classificações UL CM ou CMR. Os cabos fotovoltaicos usam certificados de materiais como TUV Rheinland 2PfG 1169 ou o padrão fotovoltaico marítimo 2PfG 2962. Esses certificados documentam o desempenho do composto sob as mesmas condições de fogo e fumaça que o cabo acabado enfrentará na certificação.

A posição da Meilin nesta área foi confirmada por auditorias externas: a empresa recebeu um certificado TUV Rheinland para o seu material de cabos fotovoltaicos e assinou um projeto de certificação TUV Rheinland 2PfG 2962 para material de cabos fotovoltaicos offshore, que apoia a papel dos padrões internacionais de compostos de cabos nas decisões de aquisição.

Para um projeto de arame para construção B1, o comprador deve especificar um composto com uma margem de segurança, como o Composto de bainha LSZH termoplástico de grau B1 de Meilin, que combina uma classe de temperatura de 90 graus com um índice nominal de oxigênio próximo a 38%. Para strings fotovoltaicas, o composto de bainha LSZH irradiado para cabos fotovoltaicos com uma classificação de 125 graus é o tipo de classe que corresponde aos designs de cabos listados pela TUV.

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Como um fabricante de cabos deve auditar um fornecedor LSZH

Uma auditoria prática do fornecedor LSZH deve verificar cinco coisas: controle do lote de matéria-prima, registros do processo na linha, capacidade do laboratório, rastreabilidade do lote e amostras retidas de cada lote de produção.

1. Solicite registros de inspeção recebidos de ATH e hidróxido de magnésio, incluindo dados de umidade e tamanho de partículas dos últimos doze meses.
2. Siga a linha de composição e compare os pontos de ajuste de temperatura com a fórmula documentada do grau que você planeja comprar.
3. Confirme se o laboratório pode realizar testes de índice de oxigênio, densidade de fumaça, gás ácido, tração e envelhecimento térmico com seu próprio equipamento e equipe.
4. Rastreie um lote acabado até seus números de lote de matéria-prima, data de produção, número de linha e relatório de teste de liberação.
5. Abra o gabinete de amostras retidas e compare os pellets antigos com o lote atual quanto à cor, geometria e comportamento mecânico.

Perguntas frequentes sobre o controle de qualidade LSZH

Qual índice mínimo de oxigênio um composto LSZH deve ter?

Um composto termoplástico LSZH comercial deve conter pelo menos 32% medido pela ISO 4589-2. Os compostos de arame para construção com classificação B1 são normalmente especificados em 36 a 38 por cento, e os graus reticulados de 125 graus podem atingir 38 a 40 por cento.

Qual é a diferença entre LSZH termoplástico e reticulado?

O termoplástico LSZH derrete novamente quando aquecido e é extrudado como o polietileno padrão. O LSZH reticulado, feito por enxerto de silano ou irradiação por feixe de elétrons, forma uma rede tridimensional que mantém sua forma em temperaturas elevadas e suporta classificações de 125 a 150 graus para aplicações fotovoltaicas, automotivas e de cabos ferroviários.

Como uma fábrica de cabos pode verificar a qualidade do LSZH na chegada?

Execute três verificações rápidas: meça o índice de oxigênio em uma placa prensada, verifique a umidade do pellet abaixo de 0,3% e extrude uma bainha de teste para inspecionar a superfície, o comportamento da matriz e o alongamento na ruptura. Os testes completos de fumaça e gases ácidos devem ser realizados em um laboratório certificado.

Por que meu cabo falhou no teste de RCP mesmo que o certificado composto fosse válido?

A classificação do CPR depende da construção do cabo acabado, não apenas do composto. A espessura da parede, os componentes de enchimento e a temperatura de extrusão alteram o comportamento da combustão. O composto necessita de uma margem de segurança, pelo que um material de grau B1 para um cabo de construção europeu deverá ter um índice de oxigénio superior ao mínimo exigido pela norma de cabos.